livro tópicos da Física do autor Gustavo Monteiro da Silva

14res tópicos de física
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317Tópico 1 – Estática dos sólidos Parte I – ESTÁTICA
1 Uma partícula encontra-se em equilíbrio, submetida a apenas duas forças. O que se pode concluir a respeito delas?
Resposta: Elas têm intensidades iguais, direções iguais e sentidos opostos.
2E.R. Um ponto material está em equilíbrio, submetido a apenas três forças. Qual é a condição que as intensidades dessas forças devem satisfazer?
Resolução: 1 possibilidade: As forças têm direções diferentes. Nesse caso, posicionando-as segundo a regra do polígono, obtemos um triângulo:
Para o triângulo existir, é necessário que a medida de cada um dos seus lados seja menor que a soma das medidas dos outros dois. Então, a intensidade de cada uma das três forças tem de ser menor que a soma das intensidades das outras duas. Por exemplo:
F = 3 N, F = 4 N e F = 6 N.
2 possibilidade: As forças têm direções iguais. Agora, temos uma situação do seguinte tipo:



Isso significa que a intensidade de uma das três forças tem de ser igual à soma das intensidades das outras duas.
3 Uma partícula submetida a apenas três forças, de intensidades 3 N, 4 N e 20 N, pode estar em equilíbrio?
Resolução: Não, porque 20N > 3N + 4N.
Resposta: Não
4 Em cada uma das extremidades de um fio considerado ideal, que passa por duas pequenas polias também supostas ideais, está suspenso um corpo de massa igual a m. Um terceiro corpo de massa m é suspenso do ponto médio M do fio e baixado até a posição de equilíbrio. Determine, em função de (ver figura), quanto desceu o terceiro corpo.
m m m
Resolução:
120º 60º h
No triângulo destacado:
5E.R. Na figura, um corpo de peso 120 N encontra-se em equilíbrio, suspenso por um conjunto de três fios ideais A, B e C. Calcule as intensidades das trações T , T e T , respectivamente nos fios A, B e C.
sen θ = 0,60 cos θ = 0,80
Tópico 1
318PARTE I – ESTÁTICA
Resolução: A tração no fio A tem a mesma intensidade do peso do corpo:
T = 120 N
Representemos as forças de tração que os fios exercem no nó e façamos a decomposição dessas forças segundo a vertical e a horizontal:
Do equilíbrio, vem:
T = 200 N
T = 160 N
Nota:
Também podemos determinar T e T lembrando que o polígono das forças de tração exercidas pelos fios no nó é fechado.
Assim, temos:
sen θ = T T ⇒ 0,60 = 120 T cos θ = T
6 Um ornamento de peso 80 N está suspenso por um cordel, como indica a figura:
Cordel
No equilíbrio, calcule a intensidade da tração no cordel.
Resolução:
30º 30º
P = 80 N T T
2T sen 30º = P
2T · 1 2 = 80 ⇒ T = 80 N
Resposta: 80 N
7 Uma caixa é mantida em equilíbrio por três cordas A, B e C, como representa a figura. Coloque em ordem crescente as intensida- des T, T e T das trações nessas cordas.
Resolução:
Resposta: T, T, T
8 Uma partícula encontra-se em equilíbrio sob a ação de um sistema constituído de apenas três forças, sendo o peso uma delas. A respeito das outras duas forças, podemos afirmar que: a) elas são necessariamente horizontais; b) elas são necessariamente verticais; c) apenas uma pode ser vertical; d) elas não podem ser ambas horizontais; e) elas não podem ser ambas verticais;
Resolução: As outras duas forças têm de equilibrar o peso, que é vertical. Portanto, elas não podem ser ambas horizontais.
Resposta: d
319Tópico 1 – Estática dos sólidos
9 (UFPE) Para corrigir o desalinhamento do dente incisivo A de um paciente, um dentista fez passar um elástico por esse dente e o amarrou a dois dentes posteriores, conforme a figura. Sabendo que a tensão no elástico é de 10 N e que cos θ = 0,85, determine o valor em newtons da força total aplicada pelo elástico sobre o dente A.
Resolução:
F = 2 · 10 · 0,85
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